一种基于血压及脑血氧监测的认知功能评估系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于血压及脑血氧监测的认知功能评估系统，包括采集模块、计算模块和评估结果计算模块，其中：采集模块用于同步采集左右两侧前额叶脑血氧数据和连续动脉血压数据；计算模块用于计算采集时段内脑血氧饱和度平均值、左右两侧前额叶脑血氧耦合强度值以及脑血氧与血压的耦合强度值；评估结果计算模块用于根据计算得到的脑血氧饱和度平均值、左右两侧前额叶脑血氧耦合强度值以及脑血氧与血压的耦合强度值评估受试者的认知功能；当优势侧前额叶脑血氧饱和度平均值>60％时，判断为认知正常；当56％≤优势侧前额叶脑血氧饱和度平均值≤60％时，判断可能为轻度认知障碍；当优势侧前额叶脑血氧饱和度平均值<56％时，判断可能为重度认知障碍。判断可能为重度认知障碍。判断可能为重度认知障碍。

【技术实现步骤摘要】
一种基于血压及脑血氧监测的认知功能评估系统
[0001]本申请是申请号为“202210562941.9”、申请日为2022年05月23日、专利技术名称为“一种认知功能评估方法和系统”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及生物信号检测领域，尤其涉及一种基于血压及脑血氧监测的认知功能评估系统。

技术介绍

[0003]随着全世界人口的老龄化，阿尔兹海默病的患病率逐渐增加，严重影响老年人的生活质量。阿尔兹海默病的病程是不可逆的，但往往在阿尔兹海默病发生之前的很长一段时间就会出现认知功能的减退，如果能够及早进行检测，对认知功能进行评估，就有可能在早期发现认知功能障碍，从而可以早期预防和干预，将延缓甚至逆转认知障碍的发展，有效降低阿尔兹海默病发病率。目前认知功能评估主要依据量表，评估耗时长，主观性强，依赖专业评估人员，为一些缺少专业评估师的养老机构、社区进行认知障碍筛查带来不便，因此非常需要有简单易操作、客观量化的评估系统进行评估筛查。
[0004]为此，本专利技术提供了一种认知功能评估方法和系统，能够较为方便、准确的对认知功能进行评估，早期发现认知障碍，在健康监测领域有着广泛的应用前景。

技术实现思路

[0005]为实现本专利技术之目的，采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种认知功能评估系统，包括采集模块、计算模块和评估结果计算模块，其中：采集模块用于同步采集左右两侧前额叶脑血氧数据和连续动脉血压数据；计算模块用于计算采集时段内脑血氧饱和度平均值、左右两侧前额叶脑血氧耦合强度值以及脑血氧与血压的耦合强度值；评估结果计算模块用于根据计算得到的脑血氧饱和度平均值、左右两侧前额叶脑血氧耦合强度值以及脑血氧与血压的耦合强度值评估受试者的认知功能。
[0007]所述的认知功能评估系统，其中：采集模块包括：动脉血压采集模块、脑血氧采集模块和血压
‑
脑氧同步触发模块。
[0008]所述的认知功能评估系统，其中：血压
‑
脑氧同步触发模块控制动脉血压采集模块和脑血氧采集模块同步采集左右两侧前额叶脑血氧数据和连续动脉血压数据。
[0009]所述的认知功能评估系统，其中：计算模块包括血氧饱和度计算模块，耦合强度计算模块和血流参数计算模块。
[0010]所述的认知功能评估系统，其中：血氧饱和度计算模块按如下方式进行脑血氧饱和度的平均值计算：
[0011][0012]其中，R
mean
为脑血氧饱和度的平均值，N为测量时间段内的采样点数，f为采样率，R
i
为第i个采样点的血氧饱和度值。
[0013]所述的认知功能评估系统，其中耦合强度计算模块按如下方式进行左右两侧前额叶脑血氧耦合强度值的计算：根据受试者在静息态下10min采集时段内大脑左右两侧前额叶的脑氧合血红蛋白浓度变化数据，计算左右两侧前额叶在0.05
–
0.15Hz频段内的效应连接强度，具体为，将左右前额叶两通道的脑血氧信号分别标记为i、j，首先通过小波变化提取脑氧合血红蛋白浓度变化信号在0.05
–
0.15Hz频段的相位信息，在此基础上构建两个通道脑氧合血红蛋白浓度变化信号的耦合相位振荡模型，基于贝叶斯推理构造似然函数，通过递归运算计算负对数似然函数的稳定点来推断两通道相位耦合模型的耦合系数，则i到j通道的耦合强度E
ij
为：
[0014][0015]其中，和分别为i和j通道的相位耦合模型的耦合系数。
[0016]所述的认知功能评估系统，其中：耦合强度计算模块按如下方式进行脑血氧与血压耦合强度值的计算：根据受试者在静息态下10min采集时段内优势侧大脑前额叶脑氧合血红蛋白浓度变化以及动脉血压变化数据，计算0.6
‑
2Hz频段的血压和0.02
‑
0.07Hz频段内优势侧前额叶脑氧的耦合强度，具体为，将动脉血压信号和优势侧前额叶的脑血氧信号分别标记为x、y，首先通过小波变化提取血压信号在0.6
‑
2Hz频段和脑氧合血红蛋白浓度变化信号在0.02
‑
0.07Hz频段的相位信息，在此基础上构建耦合相位振荡模型，基于贝叶斯推理构造似然函数，通过递归运算计算负对数似然函数的稳定点来推断相位耦合模型的耦合系数，则x到y通道的耦合强度E
xy
为：
[0017][0018]其中，和分别为x和y通道的相位耦合模型的耦合系数。
[0019]所述的认知功能评估系统，其中：评估结果计算模块通过脑血氧饱和度平均值评估认知功能的过程为：当优势侧前额叶脑血氧饱和度平均值>60％时，判断为认知正常；当56％≤优势侧前额叶脑血氧饱和度平均值≤60％时，判断可能为轻度认知障碍；当优势侧前额叶脑血氧饱和度平均值<56％时，判断可能为重度认知障碍；
[0020]评估结果计算模块通过左右两侧前额叶脑血氧耦合强度值评估认知功能的过程为：每月定期测试并记录左右两侧前额叶脑血氧耦合强度值，当连续3次测试的左右两侧前额叶脑血氧耦合强度值持续降低超过20％，判断可能出现认知障碍；或者当最近一次测试的耦合强度值较6个月前测试结果降低超过50％时，连续3周每周测试一次，如果3次测试结果均较6个月前测试结果降低超过50％时，判断可能出现认知障碍；
[0021]评估结果计算模块通过脑血氧与血压的耦合强度值评估认知功能的过程为：每月定期测试并记录脑血氧与血压的耦合强度值，当连续3次测试的脑血氧与血压耦合强度值持续增加超过15％，判断可能出现认知障碍；或者最近一次测试的耦合强度值较6个月前测试结果增加超过30％时，连续3周每周测试一次，如果3次测试结果均较6个月前测试结果增加超过30％时，判断可能出现认知障碍。
[0022]所述的认知功能评估系统，其中：
[0023]采集模块还用于利用经颅多普勒超声通过头部两侧颞窗探测受试者静息状态下大脑中动脉血流，探测深度50
‑
60mm；获取两侧脑中动脉血流速度；
[0024]计算模块还用于计算两侧脑中动脉搏动指数PI值的均值，计算方式为：
[0025][0026]其中：V
SL
、V
SR
分别为左右两侧中动脉血流在收缩期的峰值流速，V
DL
、V
DR
分别为左右两侧中动脉血流在舒张末期的流速，V
L
、V
R
分别为左右两侧中动脉血流的平均流速；
[0027]评估结果计算模块还用于根据计算得到的PI值的均值评估受试者的认知功能：当PI均值<1时，判断为认知正常；当1≤PI均值≤1.2时，判断可能为轻度认知障碍；当PI均值>1.2时，判断可能为重度认知障碍。
[0028]所述的认知功能评估系统，其中：
[0029]计算模块还包括用于计算优势侧大脑中动脉血流速度与血氧饱和度信号的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于血压及脑血氧监测的认知功能评估系统，包括采集模块、计算模块和评估结果计算模块，其特征在于：采集模块用于同步采集左右两侧前额叶脑血氧数据和连续动脉血压数据；计算模块用于计算采集时段内脑血氧饱和度平均值、左右两侧前额叶脑血氧耦合强度值以及脑血氧与血压的耦合强度值；评估结果计算模块用于根据计算得到的脑血氧饱和度平均值、左右两侧前额叶脑血氧耦合强度值以及脑血氧与血压的耦合强度值评估受试者的认知功能；评估结果计算模块通过脑血氧饱和度平均值评估认知功能的过程为：当优势侧前额叶脑血氧饱和度平均值>60％时，判断为认知正...

【专利技术属性】
技术研发人员：张腾宇，李增勇，李文昊，
申请(专利权)人：国家康复辅具研究中心，
类型：发明
国别省市：